[发明专利]一种船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片及其制备方法

权利要求书

1.一种船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片，其特征在于：包括内部的三维立体编织结构以及浸渍固化在所述三维立体编织结构上的树脂层，所述三维立体编织结构包括三维立体编织结构的主体部分、三维立体编织结构的增强结构部分以及将这两部分连接起来的高密度纱线缝编结构；三维立体编织结构的主体部分采用T700碳纤维与Kevlar49芳纶纤维的混杂纱线进行编织，所述三维立体编织结构的增强结构部分采用Kevlar29芳纶纤维与M40碳纤维的混杂纱线进行编织，所述三维立体编织结构的主体部分和增强结构部分由预制体支撑用芯模确定后，在上述芯模表面进行连续编织成型，所得螺旋桨叶片的含胶量为20-60%。

2.根据权利要求1所述的船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）依据船舶动力要求进行螺旋桨叶片混杂纤维预制体支撑用芯模的设计，包括三维立体编织结构的主体部分和三维立体编织结构的增强结构部分的确定；

（2）依据芯模结构及强化设计要求，确定高性能纤维的种类以及混杂纤维纱线的关键特性，并进行混杂纤维纱线的制备；

（3）采用混杂纤维纱线，运用三维立体编织技术，进行螺旋桨叶片混杂纤维预制体的连续编织成型；

（4）以热固性树脂胶液为基体，采用真空导入技术和热固化工艺，对螺旋桨叶片混杂纤维预制体进行树脂浸渍和真空固化处理，得到船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片。

3.根据权利要求2所述的船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中芯模的长度为1-15m，宽度为0.3-3m。

4.根据权利要求2所述的船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片的制作方法，其特征在于：所述芯模的材质为木质或聚四氟乙烯。

5.根据权利要求2所述的船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片的制作方法，其特征在于：所述步骤（2）中，混杂纤维纱线由碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维以及玄武岩纤维中的一种或几种制成。

6.根据权利要求5所述的船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片的制作方法，其特征在于：所述三维立体编织结构的主体部分采用T700碳纤维与Kevlar49芳纶纤维的混杂纱线进行编织，所述三维立体编织结构的增强结构部分采用Kevlar29芳纶纤维与M40碳纤维的混杂纱线进行编织。

7.根据权利要求2所述的船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片的制作方法，其特征在于：所述步骤（4）中，真空导入的真空度为0.06-0.1MPa。

8.根据权利要求7所述的船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片的制作方法，其特征在于：所述真空度为0.08MPa。

9.根据权利要求2所述的船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片的制作方法，其特征在于：所述步骤（4）中，热固化过程在大型烘箱中进行，热固化的温度为80-120℃，热固化的时间为3-6小时。